教案:
学校:临清实验高中 学科:化学 编写人:孙延春 审核人:张卫超
第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
第一节 合成高分子化合物的基本方法
一、教材分析:
本节首先用乙烯聚合反应说明加成聚合反应,用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应,不介绍具体条件,只介绍加聚与缩聚反应的一般特点,并借此提出单体、链节、聚合度等概念,要求学生能识别加聚反应与缩聚反应的单体,利用“学与问”“思考与交流”等栏目,初步学会有简单的单体写出聚合反应的方程式及聚合物的结构式。
本节是在以学科知识逻辑体系(按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质进行编写)为主线,和以科学方法逻辑发展为主线(先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法,然后是有机合成,再是合成有机高分子的基本方法),不断深入认识有机化合物后,进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。明显看出是在第三章第四节“有机合成”的基础上延伸而来,学习本节后将有利于学生理解和掌握高分子材料的制取和性质。
二、教学目标
1、知识目标:
(1)能举例说明合成高分子化合物的组成与结构特点;
(2)能依据简单合成高分子化合物的结构分析其链节和单体;
(3)学会由简单的单体写出聚合反应方程式
(4)能说出加聚反应和缩聚反应的特点。
2、能力目标:
了解高分子化合物合成的基本方法。
3、情感、态度和价值观
使学生感受到,掌握了有机高分子化合物的合成原理,人类是可以通过有机合成不断合成原来自然界不存在的物质,从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。
三、教学重点难点
重点:加聚反应和缩聚反应的特点;能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式。
难点:用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式;用简单的聚合物结构式分析出单体。
四、学情分析:
本节课建立在已学习了有机物的加成反应和常见酯化反应的基础上,对有机化学反应的进一步学习深化,通过生活中、生产中的常见物质多为通过加聚、缩聚反应得到且应用广泛,从而激发学生的学习兴趣,让学生积极踊跃参与课堂,是探究能充分开展的优越条件,通过一系列有梯度、有思维含量的问题进行引导,最终能达到让学生自己得出答案的,获得探索后取得成果的快乐感受。即通过教师的引导作用,达到以诱达思的目的。
五、教学方法:
根据张熊飞“诱思探究学科教学论”思想的教学要求,重点落实其中的:教师为引导,学生为主体的思想。以问题问主线,以思维为主攻,采用“自主、合作、探究”的模式展开教学,以预习导学案为载体,以有效的问题探究为手段,培养学生的观察能力、表述能力、拓展思维能力,真正调动学生的学习积极性,落实学生的“七动”,让学生体验自主学习、合作学习的快乐。
六、课前准备:发放预习导学案,并检查学生预习;简单的多媒体课件准备及探究问题的设置。
七、课时安排:1课时
八、教学过程:
(一)检查预习,了解学生对已有知识的掌握程度及存在的困惑。
(二)情境导入,展示目标
结合课本本节引言部分,观察彩页图片,激发学生兴趣。
【引入】从这一节课开始,我们要对高分子化合物做一个比较系统的了解。那么,究竟什么是高分子化合物呢?它们与低分子有机物有什么不同?
【板书】第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
(学生思考、讨论)
【回答】
1.它们最大的不同是相对分子质量的大小。有机高分子的相对分子质量一般高达
104~106,而低分子有机物的相对分子质量在1000以下。
2.合成有机高分子的基本结构与低分子有机物的单一结构不同,它是由若干个重复结构单元组成的高分子。
师:接下来我们先学习第一节。并出示本节目标。
【板书】第一节 合成高分子化合物的基本方法
(三)合作探究,精讲点拨
探究点一:加聚反应
【板书】一、加聚反应www.
【师问】大家对加聚反应并不陌生,它是加成聚合反应的简称,我们从高一到现在,已经学过好几个加聚反应了。比如用乙烯为原料制取高分子化合物——聚乙烯,大家还记得其化学方程式吗?(学生回答,教师根据回答的情况给予评价)
【板书】nCH2=CH2 →
乙烯 (单体) 聚乙烯 (聚合物)
【归纳】像乙烯这类能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物被称为单体;高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为链节,也称重复结构单元,聚乙烯的链节为—CH2CH2—;高分子链中含有链节的数目称为聚合度,通常用n表示。
【板书】
聚合物的平均相对分子质量 = 链节的相对质量 × n
【思考与交流】思考、讨论、交流,完成下表。
单体名称 单体结构简式 聚合物
乙烯 CH2=CH2
丙烯 CH2=CHCH3
氯乙烯 CH2=CH
丙烯晴 CH2=CHCN
丙烯酸 CH2=CHCOOH
醋酸乙烯酯 CH3COOCH=CH2
丁二烯 CH2=CH—CH=CH2
乙炔 CH≡CH
【师问】通过聚合物的链节,可以看出聚合物的单体,你知道下面两个聚合物是由何种单体聚合而成的吗?【回答】
【探究】你能总结出判断聚合物单体的方法吗?学生讨论,归纳总结,教师引导,最终让学生得出结论(单变双、双变单、超过四价不相连)
【过渡】聚合反应中除了加聚反应之外,还有另外一种——缩合聚合反应,简称缩聚反应。
探究点二:缩聚反应
www.
【板书】二、缩聚反应
【复习】写出乙酸与乙醇酯化反应、两个甘氨酸分子形成二肽,分析其断键位置。
【问题】我们学过乙酸与乙醇能发生酯化反应,那么乙二酸与乙二醇在浓硫酸加热条件下是如何发生酯化反应的呢?你认为有几种情况?通过讨论师生共同归纳:
【归纳】我们在前面学过羧酸和醇在浓硫酸作用下发生的酯化反应,我们知道酯化反应的产物是酯和水。如果用二元酸和二元醇发生酯化反应,就会得到链酯、环酯及聚酯(连接成链的聚合物,简称聚酯)。如:
【板书】
【问题】缩聚反应与加聚反应有哪些不同,书写应注意哪些问题?
【归纳】缩聚反应与加聚反应不同,在生成聚合物的同时,一般伴随有小分子副产物(如水等)的生成。作为缩聚反映单体的化合物至少含有两个官能团。书写缩合聚合物的结构简式时应该注意:要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。
【板书】
【归纳】写缩聚反应方程式时,除单体物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致外,也要注意生成小分子的物质的量。由一种单体进行缩聚反应,生成小分子物质的量应为(n—1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子物质的量应为(2 n—1)。
【拓展】你还学过哪些缩聚反应(酚醛树脂、氨基酸缩聚成多肽等)?如何判断其单体?如果由一种单体或两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量应是多少呢?
【小结】本节课的重点是了解加聚反应和缩聚反应的特点;加聚反应具有的特点是:1、单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物;例如:烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。2、发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。缩聚反应的特点是:1、缩聚反应的单体往往是具有双官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X及活泼氢原子等)或多官能团的小分子;2、缩聚反应生成聚合物的同时,还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成;3、所得聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同;4、缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团(这与加聚物不同,而加聚物的端基不确定,通常用横线“—”表示。)。会用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构简式;用简单的聚合物结构式分析出单体。
(四)反思总结,当堂检测。让学生学以致用,将知识转化为能力。
【过渡】含有两个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物呈现为线型结构?含有三个官能团的单体缩聚后生成的缩合聚合物会呈现什么样的结构?生:高分子链间产生交联,形成体型(网状)结构。师:由不现体型的高聚物分子构成的材料,会呈现出不同的性能,我们将在后面学到有关知识。
(五)发导学案,布置预习
我们已经知道合成高分子化合物的基本方法,那么根据这些方法都合成了哪些高分子化合物,他们又有什么广泛用途?请预习下节:应用广泛的高分子材料。并完成预习导学案。
九、板书设计
第五章 进入合成有机高分子化合物的时代
第一节 合成高分子化合物的基本方法
一、加聚反应nCH2=CH2 ————→
乙烯 (单体) 聚乙烯 (聚合物)
聚合物的平均相对分子质量 = 链节的相对质量 × n
二、缩聚反应
十、教学反思:
本课是在学生已有乙烯聚合反应的基础上进行的拓展、深化,有较多学生难以理解的地方,如加聚、缩聚反应单体的判断等,学生学起来也显得枯燥。所以单纯由教师讲授,学生的学习方式单一,容易产生大脑疲劳,学习效果较差。通过预习导学案,充分利用教材中的思考与交流、学与问展开学生探究活动,让教师的讲解与学生的活动相结合,使学生既能从教师的讲解过程中获取丰富的知识,又能亲自动手动脑,使学生的大脑始终处于兴奋状态,同时提高了学习效率。同时在课堂上采用讲练结合的方式,及时将知识转化为能力。在整个教学活动中适当使用多媒体手段营造课堂氛围,归纳总结,增加了课堂容量。学校:临清实验高中 学科:化学 编写人:宁刚 审稿人:王明伟
第五章 进入合成有机高分子化合物时代
第二节 应用广泛的高分子材料
教材分析
本节教学内容是在学完高分子基本合成方法和结构特点之后,从“三大合成材料”入手认识合成高分子材料的概貌。“三大合成材料”与学生生活息息相关,教学中应注意联系学生的生活实际,从身边的常见物质入手。例如,在讲述合成纤维时,可以通过讨论或辩论,列举纯棉织品衣物的优缺点,再举免熨烫的涤纶衬衫的优缺点,进而采用棉-涤纶混纺织物,达到博采众长的目的。总之,充分利用广泛的生活事例,将会使学生感到熟悉、亲切、生动,可增强学习的兴趣和热情。
由于课时有限,内容较多,教学策略侧重于使学生了解高分子合成材料的分类及主要用途;帮助学生了解塑料、合成纤维、合成橡胶中典型代表物的有关聚合反应、聚合物的结构、性能特点;通过活动课或探究性学习介绍治理“白色污染”的途径和方法,培养学生关注和爱护自然,树立社会责任感,培养环境保护意识。
教学目标
⒈知识目标
⑴ 通过“三大合成材料”的实例,分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。
⑵ 知道高分子结构对性能的影响。
⒉能力目标.
⑴培养学生阅读、自学和归纳总结的能力
⑵培养学生动手实验的能力
⒊情感、态度和价值观目标
通过活动课研究、学习治理“白色污染”的途径和方法,关注和爱护自然,树立社会责任感,培养环境保护意识。
教学重点难点
重点:通过“三大合成材料”的个例,分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。
难点:高分子结构对性能的影响。
学情分析
学生在生活中接触到很多塑料和高分子材料,知道一些名称和成分,已经有一定的知识储备。但是对于塑料和高分子材料的分类,及结构和性能了解不多。本节内容较为浅显,大部分内容,学生可以通过阅读等方式自学完成。
教学方法
学案导学
实验法
课前准备
⒈学生的学习准备:完成课前预习学案
⒉教师的教学准备:本节实验仪器
⒊教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
课时安排:1课时
教学过程
㈠预习检查、总结疑惑
㈡情景导入、展示目标
【导入】投影:展示常见的额塑料及一些高分子材料。激发学生兴趣引入新课
【展示目标】
⑴ 通过“三大合成材料”的实例,分别说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。
⑵ 知道高分子结构对性能的影响。
㈢合作探究、精讲点拨
有机高分子的结构大体可以分为线型结构和网状(体型)结构两大类。
实验探究线型结构和网状(体型)结构两类有机高分子的性质
1.高分子材料在溶剂中的溶解
首先组织同学观察实验:
现象:
结论:线型高分子能溶解在适当的溶剂里,溶解过程缓慢,而体型高分子难于溶解,但有一定程度的胀大。
2.实验探究高分子材料在不同温度下的性能
(1)组织学生观察实验:
(2)用稍加热的铁锯条或用电烙铁,垫上玻璃纸对塑料袋进行封口的实验,封口时塑料受热熔融,冷却后粘接,说明线型高分子材料具有热塑性。
(3)用废酚醛塑料炊具把手、插销(深色,即电木)的碎末或废脲醛树脂(浅色)的插销、插座的碎末做受热熔融实验。
结论:受热熔化,冷却固化,加热又熔化,这就是线型高分子的热塑性,利用这个性质可将热塑性高分子加工成各种形状。
而体型高分子受热不会熔化,温度更高时,体型高分子的化学键出现断裂,高分子结构就被破坏,所以体型高分子具有热固性,一经加工成型后就不再受热熔化。
㈣反思总结,当堂检测
小结:1. 能说明塑料、合成纤维、合成橡胶的结构、性能和用途。
2. 知道高分子结构对性能的影响。
当堂检测:
㈤发导学案、布置预习
板书设计
第五章第二节应用广泛的高分子材料
一、塑料 三、合成橡胶
二、合成纤维 四、高分子材料结构与性能的关系
教学反思
对于难度较小,考试考查较少的课程,应当充分发挥学生的自学积极性。教师布置好预习作业,让学生有针对性的完成。课堂上则可以把主要精力用在探究和重点内容上。学校:临清实验高中 学科:化学 编写人:宁刚 审稿人:李丽
第五章 进入合成有机高分子化合物时代
第三节 功能高分子材料
教材分析
当今国际社会普遍认为,能源、信息和材料是国民经济发展的三大支柱产业。材料是指人类利用化合物的某些功能来制作物件时所用到的化学物质。材料对人类社会的发展贡献巨大,它是人类赖以生存和发展的重要物质基础。没有耐高温、高强度的特殊结构材料,就不可能有今天的宇航技术;没有半导体材料,就不可能有目前的计算机技术;没有光导纤维,就不会出现信息的长距离传输,实现高速、高容量的光通讯;没有有机高分子材料,人类的生活就不会像今天这样丰富多彩。材料的发明和开发使用,极大地促进了人类社会的进步,是人类社会文明的重要标志之一。人类社会的发展历史,也可以说是一部材料科学和技术的发展史,材料代表着生产力的发展水平,历史上的石器时代、陶器时代、青铜器、铁器时代等,就是以材料作为标志来命名的。可以相信,材料科学和材料技术的发展和突破,必将为人类社会发展做出更大的贡献,把人类文明推向更高的层次。教学策略中可利用上网查询,从历史的角度使学生体会化学材料的发展是化学科学发展的一个缩影,通过对不同时期化学材料发展过程的了解,使学生对化学科学发展的进程有所认识。
教学目标
⒈知识目标
⑴举出日常生活中接触到的新型高分子材料
⑵认识到功能材料对人类社会生产的重要性。
⒉能力目标.
⑴培养学生阅读、自学和讨论、归纳总结的能力
⑵培养学生动手实验的能力
⒊情感、态度和价值观目标
培养学生用科学的方法发现问题、认识问题的意识。
教学重点难点
重点:举出日常生活中接触到的新型有机高分子材料,认识到功能材料对人类社会生活生产的重要性。
难点:扩大学生的知识面,激发学生对高分子材料学习的兴趣和投身科学事业的决心。
学情分析
教材介绍的新型功能高分子材料的重点是较常见的高吸水性树脂和一些复合材料,教学中可作适当的补充,教师可以收集多方面的素材,介绍用于印刷的感光树脂、液晶高分子、磁性高分子、高分子导体、高分子药物、高吸水性树脂、高分子智能材料等。如高分子分离膜、人造器官的图片、实物和视频提供给学生,使他们能够对所学内容有一个感性的认识,也可以动员学生从身边熟悉的事物入手,将学生分成若干组,引导学生通过观察、调查、参观、收集、阅读、讨论、角色扮演、实验等活动,突出学生自主实践活动,自己撰写有关高分子材料的论文。除走出去参观,也可以请进来,安排一两次专业技术人员作功能高分子材料的科普讲座等
教学方法
学案导学
实验法
课前准备
⒈学生的学习准备:完成课前预习学案
⒉教师的教学准备:本节实验仪器
⒊教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
课时安排:1课时
教学过程
㈠预习检查、总结疑惑
㈡情景导入、展示目标
【导入】材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是人类文明的重要里程碑。当今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。除了传统的三大合成材料以外,又出现了高分子膜,具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料,生物高分子材料,医用高分子材料,隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。这些新型有机高分子材料在我们的日常生活、工农业生产和尖端科学技术领域中起着越来越重要的作用。
【展示目标】
1. 举出日常生活中接触到的新型高分子材料。
2. 认识到功能材料对人类社会生产的重要性。
㈢合作探究、精讲点拨
【板书】 第三节 功能高分子材料
一、功能高分子材料:
1.功能高分子材料的涵义:
功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。
2.几种功能高分子材料:
(1)高吸水性材料——亲水性高聚物(分子链带有许多亲水原子团)
师:有了高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠。又如,婴儿用的“尿不湿”可吸入其自身重量约几百倍的尿液而不滴不漏,可以保证婴儿夜晚安睡和白天的活动。
(2)高分子分离膜:
①组成:高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜。
②特点:能够让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉。
③应用:物质分离
(3)医用高分子材料:
①性能:优异的生物相溶性;很高的机械性能。
②应用:制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
(为拓展学生的知识面,下面再介绍另外一类新型高分子材料)
【板书】二、复合材料:
1.复合材料的涵义:
复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种材料作为基体,其他的材料作为增强剂。
2.优异的性能www.
强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,在综合性能上超过了单一材料。
3.应用
宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。
【过渡】通过以上所举的例子,我们认识到功能材料对我们日常生活和人类社会生产的重要性,那么,有机高分子材料的发展趋势是怎么样的呢?
三、有机高分子材料的发展趋势
对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断
扩大。www.
与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的
进展。
㈣反思总结,当堂检测
小结:
1.功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用
材料名称 功能高分子材料 复 合 材 料
概 念 既具有传统高分子材料的机械性能,又具有某些特殊功能的高分子材料 两种或两种以上材料组成的新型材料,分基体和增强剂
性 能 不同的功能高分子材料,具有不同的特征性质 一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能
应 用 用于制作高分子分离膜、人体器官等 用于汽车工业、机械工业、体育用品、航空航天、人类健康等
2.膜分离的工业应用
金属工艺 金属回收,污染控制
纺织、制革 余热回收,药剂回收,污染控制
造 纸 代替蒸馏,纤维回收,污染控制
食品、生化 净化,浓缩,消毒,副产品回收
化学工业 有机物除去或回收,药剂回收再利用
医药保健 人造器官,血液分离,消毒,水净化
水处理 海水、苦咸水的淡化,废水处理
国 防 淡水供应,医院污水净化
3. 医用高分子及用途
人造心脏 硅橡胶、聚氨酯橡胶
人造血管 聚对苯二甲酸乙二酯
人造气管 聚乙烯、有机硅橡胶
人造肾 醋酸纤维、聚酯纤维
人造鼻 聚乙烯 有机硅橡胶
人造骨、关节 聚甲基丙烯酸甲酯
人造肌肉 硅橡胶和绦纶织物
人造皮肤 硅橡胶、聚多肽
人造角膜、肝脏,人工红血球、人工血浆、食道、尿道、腹膜
当堂检测:
㈤发导学案、布置预习
板书设计
第五章第三节功能高分子材料
一、功能高分子材料 三、有机高分子材料的发展趋势
二、复合材料
教学反思